歸納在科學(xué)發(fā)展與創(chuàng)新中的重要作用

王太忠，邱勇雷

（昭通學(xué)院 人文學(xué)院，云南 昭通657000）

1 關(guān)于科學(xué)發(fā)展的不同見解

自古以來，科學(xué)知識(shí)更新就被人們看作是許許多多確實(shí)無誤的陳述的集合，看作是由一個(gè)一個(gè)的真命題搭建起來的金字塔，其中處于上層的是概括性較大的命題，處于下層的是概括性較小的命題，而科學(xué)工作者則是建造這座命題金字塔的工匠，這就是以往人們對(duì)于科學(xué)知識(shí)發(fā)展過程的傳統(tǒng)見解。由于人們的邏輯觀念不同，對(duì)科學(xué)知識(shí)發(fā)展方法論的解釋也不同。理性論認(rèn)為科學(xué)研究及其發(fā)展的唯一可靠的方法是演繹法，把科學(xué)命題金字塔看作是依靠演繹法自上而下地建立起來的。經(jīng)驗(yàn)論在科學(xué)研究和發(fā)展的方法論上堅(jiān)持歸納主義的觀點(diǎn)，認(rèn)為科學(xué)命題金字塔是依靠歸納法自下而上地建立起來的。由于理性論對(duì)演繹法深信不疑，經(jīng)驗(yàn)論對(duì)歸納法極力推崇，他們都認(rèn)為用各自的方法構(gòu)建起來的科學(xué)命題金字塔是堅(jiān)不可摧的，而用對(duì)方的方法或者其他方法建立起來的科學(xué)金字塔是不可思議、不堪一擊的。但是，兩個(gè)派別有一個(gè)共同的認(rèn)識(shí)，那就是科學(xué)知識(shí)的發(fā)展過程是累進(jìn)性的，它是一代一代的科學(xué)工作者不斷努力的結(jié)果，是真命題的堆積和遞加。

以波普爾為代表的證偽主義者認(rèn)為，科學(xué)的發(fā)展源于問題，由于問題的出現(xiàn)，科學(xué)家試圖解釋和解決問題，這些對(duì)問題的解釋或者解決問題的方案構(gòu)成了科學(xué)假說。由于證偽一個(gè)命題的可能性遠(yuǎn)比證實(shí)一個(gè)命題的可能性大得多，并且事實(shí)上證實(shí)一個(gè)命題是不可能的，因此，為解釋和解決問題而提出的科學(xué)假說一旦被提出來，就會(huì)經(jīng)歷一個(gè)廣泛而嚴(yán)峻的檢驗(yàn)過程并終于被例外情況所證偽，于是又會(huì)出現(xiàn)與之前的問題不同的新問題，為了解釋和解決新問題，新的科學(xué)假說又會(huì)被提出來，之后又會(huì)接受檢驗(yàn)而被證偽。只要人類探求知識(shí)的工作不停止，這個(gè)過程將會(huì)如此繼續(xù)下去。按照證偽主義的觀點(diǎn)，由于全部科學(xué)假說不能被證實(shí)，只能被證偽，因此，科學(xué)發(fā)展的過程是一個(gè)新假說不斷取代舊假說、新舊假說不斷更替的過程。

對(duì)于累進(jìn)式科學(xué)發(fā)展觀是否如實(shí)反映了科學(xué)發(fā)展的實(shí)際圖景，科學(xué)發(fā)展的歷史表明，并非所有的科學(xué)理論都是真實(shí)可靠、絕對(duì)無誤的，科學(xué)史上有很多被一時(shí)奉為絕對(duì)真理的命題，后來被證明是假命題。例如，物體的重量和它做自由落體運(yùn)動(dòng)的速度成正比、物體之所以會(huì)燃燒是因?yàn)樗旧砗幸环N燃素等。科學(xué)發(fā)展的過程有時(shí)是緩慢的、難以覺察的，有時(shí)是飛躍式的，驚天動(dòng)地的。例如，哥白尼的“日心說”對(duì)“地心說”的挑戰(zhàn)，造成了科學(xué)史翻天覆地的變化。從伽利略到牛頓的近代力學(xué)被相對(duì)論所取代，把人們帶入全新的物理世界。

每一個(gè)假說本身是有條件和適用范圍的，假說檢驗(yàn)過程的情況也是及其復(fù)雜的，否證一個(gè)假說并不表示完全拋棄它，也可以對(duì)其進(jìn)行修正完善，使其經(jīng)受檢驗(yàn)。任何一次否證都不是最后的、絕對(duì)的。即使是被淘汰了的理論，有的也能重新“復(fù)活”。

科學(xué)史的每一個(gè)階段都有不同于其他階段的特征，科學(xué)家受到他所處那個(gè)時(shí)代的科學(xué)發(fā)展水平和社會(huì)發(fā)展程度的限制，因此，任何一個(gè)科學(xué)理論不能完全擺脫時(shí)代與科學(xué)家自身的局限性，從而表現(xiàn)出合理性與局限性共存的客觀現(xiàn)象。科學(xué)的發(fā)展一方面表現(xiàn)為對(duì)以往傳統(tǒng)的繼承，體現(xiàn)出科學(xué)發(fā)展的累進(jìn)性。另一方面表現(xiàn)為對(duì)不合理因素的拋棄，用新的理論取代舊的理論，體現(xiàn)出科學(xué)發(fā)展的革命性，因此，科學(xué)發(fā)展的模式是一個(gè)開放的體系。科學(xué)活動(dòng)的目的是探求真理，科學(xué)發(fā)展模式的開放性允許錯(cuò)誤的出現(xiàn)，這一特點(diǎn)暗示科學(xué)發(fā)展的過程并非全是演繹的，以概然性推理為特征的歸納邏輯對(duì)科學(xué)知識(shí)的發(fā)展與創(chuàng)新也功不可沒。

2 歸納是科學(xué)發(fā)展與創(chuàng)新的重要方法之一

歸納推理的特征是或然性。在歸納推理中，前提是對(duì)一類事物中個(gè)體對(duì)象的斷定，結(jié)論是對(duì)該類事物全體的斷定，前提是一個(gè)個(gè)單稱命題，結(jié)論是一個(gè)全稱命題，結(jié)論的斷定超出了前提斷定的范圍，前提的真實(shí)性不能演繹地傳遞到結(jié)論上，結(jié)論的合理性不能演繹地得到保證。歸納推理的這一特征使得它受到很多哲學(xué)家、邏輯學(xué)家的責(zé)難，認(rèn)為它不適合作為科學(xué)活動(dòng)的方法。然而，還有很多哲學(xué)家、邏輯學(xué)家甚至是科學(xué)家對(duì)它偏愛有加，認(rèn)為它是適合科學(xué)活動(dòng)的唯一方法。事實(shí)上，自培根以來，歸納被看作是發(fā)現(xiàn)和證明普遍命題的活動(dòng)，歸納邏輯研究的主要目的被設(shè)定為如何從經(jīng)驗(yàn)觀察中發(fā)現(xiàn)普遍必然的一般命題，以及如何用經(jīng)驗(yàn)證據(jù)證明這些一般命題［1］。歸納的特點(diǎn)使歸納不僅成為科學(xué)發(fā)現(xiàn)、科學(xué)確證的重要方法，而且也是科學(xué)發(fā)展與科學(xué)創(chuàng)新的重要方法。

歸納對(duì)于科學(xué)發(fā)展和科學(xué)創(chuàng)新的重要作用突出地表現(xiàn)在歸納推動(dòng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展方面。歸納推理是一種或然推理，雖然這種推理沒有演繹推理那樣可靠，但是歸納法具有拓展性，而這一點(diǎn)正是科學(xué)理論發(fā)展所必須依賴的。如果沒有拓展性，人們只能在已知的世界中徘回，無法認(rèn)識(shí)新的事物。可以說在人類認(rèn)識(shí)的發(fā)展過程中，歸納法起著極為重要的作用。拓展性使得人類的知識(shí)得以不斷積累和擴(kuò)充，也使得科學(xué)的內(nèi)容不斷豐富。很難想象，如果沒有歸納法的使用，人類對(duì)自然和社會(huì)的認(rèn)識(shí)是如何發(fā)展到如今龐大的科學(xué)體系［2］。在科學(xué)史上，有很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)是借助于歸納法的，從而推動(dòng)了科學(xué)的發(fā)展。俄國(guó)化學(xué)家門捷列夫發(fā)現(xiàn)化學(xué)元素周期律，英國(guó)博物學(xué)家、發(fā)明家胡克發(fā)現(xiàn)彈性定律運(yùn)用了共變法。德國(guó)數(shù)學(xué)家歌德巴赫提出著名的“哥德巴赫猜想”運(yùn)用了簡(jiǎn)單枚舉法。法國(guó)化學(xué)家普魯斯特提出關(guān)于元素化合的定比定律，德國(guó)的約翰·丹尼爾·提丟斯提出波德定律運(yùn)用了完全歸納法［3］。運(yùn)用歸納法來確證假說性的經(jīng)驗(yàn)定律是科學(xué)研究事業(yè)的一種傳統(tǒng)。當(dāng)一個(gè)理論假說已經(jīng)提出以后，科學(xué)家盡可能搜尋迄今為止已有的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)來支持這個(gè)理論假說，這時(shí)科學(xué)家們經(jīng)常用到列舉式歸納確證法。列舉式確證是歸納確證的一種常見操作。例如，為了確證“凡金屬都導(dǎo)電”這個(gè)理論命題時(shí)，列舉鐵導(dǎo)電、銅導(dǎo)電、鉛導(dǎo)電等，以此來確證“凡金屬都導(dǎo)電”。英國(guó)生物學(xué)家達(dá)爾文提出了以自然選擇為基礎(chǔ)的進(jìn)化論學(xué)說之后，許多科學(xué)家搜集了大量醫(yī)學(xué)、胚胎學(xué)等證據(jù)來捍衛(wèi)進(jìn)化論，采用的也是列舉式歸納確證的方法［4］。

人類認(rèn)識(shí)與科學(xué)研究的深化、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會(huì)的發(fā)展、信息化時(shí)代的興起，要求科學(xué)研究不是完全依靠演繹邏輯的公理化推演，而是要求經(jīng)驗(yàn)與理性結(jié)合，以實(shí)際問題為出發(fā)點(diǎn)，因而歸納邏輯的作用顯得更為突出。這在人工智能中表現(xiàn)得更充分。雖然演繹邏輯是計(jì)算機(jī)科學(xué)的理論基礎(chǔ)，但是人工智能研究離不開歸納邏輯。可以說，如果沒有歸納邏輯，特別是如果沒有現(xiàn)代歸納邏輯，就不會(huì)有人工智能研究。因?yàn)椋斯ぶ悄艿难芯磕繕?biāo)是對(duì)人腦活動(dòng)的模擬，主要研究如何運(yùn)用人工的方法、技術(shù)、自動(dòng)機(jī)器或者智能機(jī)器來模仿人腦的思維活動(dòng)，以便延伸和擴(kuò)展人的智能，幫助人們完成在現(xiàn)實(shí)條件下不能或者完成速度有限的工作。人腦的思維活動(dòng)具有創(chuàng)造性，在知識(shí)與資源相對(duì)不足的條件下尤其表現(xiàn)出靈活性的特點(diǎn)，從而克服演繹邏輯公理化的程序。人工智能中與實(shí)踐結(jié)合最緊密的就是專家系統(tǒng)，它是智能機(jī)研制的技術(shù)基礎(chǔ)。專家系統(tǒng)處理的問題往往具有復(fù)雜性、不完全性、模糊性或似然性，即不確定性，因此，它是人工智能深入發(fā)展遇到的重大難題，也是必須解決的重大問題。機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)獲取是實(shí)現(xiàn)專家系統(tǒng)的“瓶頸”，都涉及不確定推理，都包含了歸納推理。專家系統(tǒng)之所以具有強(qiáng)大生命力，歸納推理起到了異乎尋常的作用。有了歸納推理，機(jī)器才可能完成發(fā)現(xiàn)定律之類的高級(jí)智能活動(dòng)［5］。

科學(xué)發(fā)展的歷史表明，歸納法和歸納邏輯對(duì)于科學(xué)發(fā)展和科學(xué)創(chuàng)新功不可沒。科學(xué)史上的很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)是以歸納法和歸納推理為思維工具的，很多科學(xué)證明是以歸納法和歸納推理為手段的，很多科學(xué)發(fā)展與科學(xué)創(chuàng)新是以歸納法和歸納推理為指導(dǎo)的，離開了歸納，科學(xué)發(fā)展的圖景就不會(huì)如此百花齊放和繁榮昌盛。

［1］ 王太忠.歸納法的科學(xué)方法論淵源［J］.宜賓學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，（2）:4.

［2］ 劉偉.歸納法的特征及其案例分析［J］.廣西大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），1999，（1）:13.

［3］ 王太忠，張歌.歸納法與科學(xué)發(fā)現(xiàn)［J］.科教導(dǎo)刊，2011，（10上旬刊）:235.

［4］ 王太忠.歸納法與科學(xué)確證［J］.文教資料，2013，（13）:63.

［5］ 何向東.歸納邏輯與科學(xué)創(chuàng)新［J］.哲學(xué)研究，2004，（12）:79.